医疗信息化中大数据与云计算的应用要点

医疗信息化中大数据与云计算的应用要点

发表时间：2018-07-18T11:03:12.593Z 来源：《基层建设》2018年第16期作者：沈蓓

[导读] 摘要：本文分析了医疗信息化中大数据与云计算应用的相关问题，旨在为我国医疗信息化建设提供理论支撑和技术解决方案，利用大数据和云计算提升医疗信息服务的质量和效率，解决我国医疗服务中“看病贵、看病难”的问题和挑战，构建以“患者为中心”的医疗服务模式，实现医疗资源的合理分配和共享，为我国医疗服务创新提供参考。

东南大学附属中大医院江苏南京 210009

摘要：本文分析了医疗信息化中大数据与云计算应用的相关问题，旨在为我国医疗信息化建设提供理论支撑和技术解决方案，利用大数据和云计算提升医疗信息服务的质量和效率，解决我国医疗服务中“看病贵、看病难”的问题和挑战，构建以“患者为中心”的医疗服务模式，实现医疗资源的合理分配和共享，为我国医疗服务创新提供参考。

关键词：大数据；云计算；医疗信息化

近年来，大数据成为学术界、商界、政府等组织的热点研究领域。随着信息技术的进步，物联网、云计算和大数据等技术不断成熟，人、机、物三元世界不断交互融合，

各领域数据呈现爆发式增长态势。随着医疗信息化的发展，以电子病历（Electronic Medical Record）、电子健康档案（Electronic Health Record）为核心的医疗信息数据迅速累积和发展，分布在世界各地的医疗信息系统、医疗影像、医疗记录等医疗数据爆发式增长。医疗信息服务的企业和服务商也在不断成熟，互联网医疗、移动医疗、远程医疗和协同医疗等不断创新医疗服务模式与渠道。医疗大数据引发了社会各界对医疗服务和生命健康的重新思考与定位。

一、云计算概述

Buyya 等提出云计算是一种并行和分布式的计算系统，由一组内部互连的虚拟机组成，该系统服务提供商能够根据与用户协商好的服务等级协议动态地为其提供计算资源。美国国家标准与技术研究院（National Institute ofStandards and Technology，NIST）将云计算定义为：云计算是一种IT 资源的使用模式，通过Internet 对服务器、中间件和应用等可共享、可配置资源向用户提供自助的、普适的、方便的、按需的、实时的访问[6]。在云计算模式中，“云”是动态调节的一种虚拟化服务资源，用户可以根据使用量多少进行付费，通过浏览器、桌面应用程序或者是移动应用程序发送服务请求，用户不必具有相应的专业知识，不需要了解“云”中基础设施的细节，也无需直接进行控制，所有具体的处理都在“云”端，远端的“云”服务接收到客户端的请求之后返回客户端所需的应用数据等资源[7]。

二、大数据时代我国医疗信息化分析

医疗卫生信息化的核心是实现电子监控档案和电子病例的共享，需建立一个集成平台，把所有的数据都传送到平台上，而所有的人在需要的时候再从平台上获取数据。

目前，我国三甲级医院已经基本实现了医院的信息化建设，普及了医院信息系统、电子病历系统、影像归档系统、通信系统及实验室信息管理系统等。但与国外先进的医疗信息化相比，并没有真正实现同一区域内医疗机构之间、医疗机构与政府管理部门之间、医疗机构与个人之间的信息共享、互连互通。

2、大数据时代我国医疗信息化建设中的问题

（1）医疗信息化成本高

虽然医疗行业的各个机构初步实现了信息化建设，但随着功能需求及数据量的快速增加，医疗行业的软件、硬件设备跟不上发展的步伐，各医疗机构需不断升级软件、购买设备以应对日益增长的需求，提高了医疗信息化的成本。

（2）医疗信息化人才紧缺

我国医疗信息化的建设需要大量医疗信息化人才，尤其是既熟悉医疗卫生业务，又精通计算机通信技术的人才。我国这样的专业技术型人才匮乏，严重制约了医疗信息化的发展。

（3）医疗信息共享程度低

目前，区域内各医疗机构也在进行信息化建设，但几乎都是根据自己的需求建设相应的信息化平台，并且各机构比较注重各部门业务的纵向信息化建设，很少考虑部门与部门之间的横向信息沟通，更缺乏医疗机构和医疗机构之间、政府及个人之间的横向信息沟通，导致医疗信息孤岛现象严重。

（4）医疗缺乏系统的规划

大部分医疗机构在某个部门或某一业务有信息化建设的需求时才开始针对具体需求建设信息化平台，这样使其信息化建设缺乏整体规划，进而造成资源严重浪费。

三、在医疗信息化中云计算的应用

1、云计算在医疗信息化中的应用

云计算的宗旨是“一切皆服务”。大数据时代云计算在医疗信息化建设中的服务架构由3 层组成，分别是基础设施层、云平台支撑层和应用服务提供层。大数据时代基于云计算的医疗信息平台架构模型，见图1

图1 大数据时代基于云计算的医疗信息平台架构模型

（1）基础设施层

提供网络服务、服务器和存储设备等资源。大数据时代云计算的基础设施层在医疗信息平台中的部署形式有2 种：公有云和私有云。公有云指由第三方基础设施服务提供商提供的基础设施服务平台，通过外网访问的、需用户具有相应访问权限的服务。医疗各机构通过使用公有云提供者提供的IT 解决方案，来发展医疗，实现医疗机构按需使用，实现医疗机构业务协同和数据协同。对于各医疗机构比较敏感的、需要保密的数据，则可以保存在私有云上。私有云指医疗行业的各机构在其内部搭建基础设施服务平台，通过内网来管理内部具有保密性质的资源。医疗机构可以在其内部通过现有的一些基础设施，建立私有云。一方面便于存储内部核心业务数据，另一方面充分利用了现有的资源，达到资源利用最大化。目前常用的、比较成熟的云计算医疗信息化解决方案使用的服务架构是是apache 公司的Hadoop。

（2）云平台支撑层

云平台支撑层，即为云平台提供架构和部署云服务的开发环境等。各医疗机构需要使用的系统功能模块均在本层进行开发、运行和管理，如网上预约、影像会诊、远程医疗、信息调阅、双向转诊、病案管理、智能提示、药品管理等。本层可以使用面向服务的体系结构（SOA），该架构通常被部署在Hadoop 这样的基础设施架构上。

（3）应用服务提供层

医疗各机构及个人可以通过使用Web 浏览器、客户端、移动终端等访问其权限范围内的特定的应用服务。本层提供的服务交付模式包括基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。IaaS 是其他云计算模式使用的基础，提供商根据用户需求提供如硬件、存储、网络、数据中心空间等服务，提供商将这些服务资源整合到一个虚拟的资源池中，以计量服务方式供用户付费试用。医疗行业各机构只需购置部分低价的硬件资源，按需租用相应计算能力和存储能力的服务，大大降低了其在硬件上的开销。 PaaS 提供应用平台为资源的服务，以平台即服务的模式交付给用户使用，各医疗机构需使用简单的技术对操作系统或平台进行必要的配置以加载一些服务到平台，不需要管理和控制基础设施层中的基础设置、网络、主机、服务器、操作系统等，但是需要对自己购买使用的应用及其环境进行相应的配置。

SaaS 应用于平台即服务和基础设施即服务的基础之上。在医疗信息化建设中，SaaS 提供商将应用软件统一部署在自己的服务器上，借助互联网通过浏览器、客户端、移动设备等向医疗行业各机构提供应用软件服务，根据各机构需求软件数量、功能数量、并发用户数量、数据存储容量、时间长短等不同组合按需收费。医疗行业各机构只需拥有能够接入互联网的终端，通过计算机网络，便可随时随地快捷使用软件及其部分功能，至于软件的维护、管理以及软件运行所需要的硬件设施等均由提供商提供。

2、大数据时代云计算在医疗信息化中面临的挑战

（1）技术挑战

云安全联盟提出了1 个防守深入的策略，包括存储、计算、应用程序、网络和用户的安全执行，以及对IaaS、PaaS、SaaS 的检测，并推出了1 个免费、公开访问的关于“安全性、信托及保险登记”的注册表，来记录云提供商提供的安全控制。一个故障可能会波及整个服务提供商提供的云服务，所以技术成为云计算在医疗信息化中面临的一大挑战。

（2）信息安全挑战

大数据的价值不言而喻，云计算在医疗信息化中面临的信息安全涉及3 个方面：①存储在公有云上的信息的存储安全，由于某些不可控因素（天灾、人祸等）导致第三方机构的设施损坏；②用户访问控制策略、隐私方面的保护及如何抵御非授权用户的非法访问；③云计算服务提供商的员工是有权限对云平台上的信息进行查看、修改和删除的，不排除有员工恶意操作的可能。

（3）通信网络挑战

云计算在医疗信息化中的应用需要借助Internet，业务的处理及数据的传输都离不开Internet，因此对网络的稳定性及宽带的带宽要求比较高。但是目前我国各个地区网络通信的发展程度不均衡，这大大影响了云计算在医疗信息化中的发展。

四、总述

近年来，医疗卫生的信息通信产业迎来了发展的契机，医院信息管理系统、公共卫生服务平台、远程医疗、移动医疗、信息化设备等形成了千亿级的产业规模。在当前大数据时代，这并不能阻碍云计算在医疗信息化建设中的应用。本文的研究对于大数据时代医疗信息化的建设具有一定的参考价值，并为云计算服务提供商设计具体的解决方案提供借鉴。

参考文献：

[1]吴信东，叶明全，胡东辉，等. 普适医疗信息管理与服务的关键技术与挑战[J].计算机学报.2012，35（5）：827-845.

[2]周光华，辛英，张雅洁，等.医疗卫生领域大数据应用探讨[J].中国卫生信息管理杂志，2013，10（4）：296-300，304.

[3]俞磊，陆阳，朱晓玲，冯琳.物联网技术在医疗领域的研究进展[J].计算机应用研究.2012，29（1）：1-7.